高速公路设计依据与技术标准1ppt课件

1、西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室Design of Expressway and Interchange西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室第三章第三章高速公路设计根据与技术规范高速公路设计根据与技术规范西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室主要内容主要内容 第一节第一节 高速公路设计根据高速公路设计根据 第二节第二节 高速公路通行才干与效力程度高速公路通行才干与效力程度 第三节第三节 高速公路分类与技术规范高速公路分类与技术规范 西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室第一节第一节 高速公路设计根据高速公路设计根据 设计车辆 设

2、计速度 设计交通量 AADT 设计小时交通交通量西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室第一节第一节 高速公路设计根据高速公路设计根据 设计车辆是指公路设计所采用的具有代表性的车设计车辆是指公路设计所采用的具有代表性的车型。型。 行驶在公路上的车辆主要有机动车和非机动车两行驶在公路上的车辆主要有机动车和非机动车两类，其中机动车有摩托车、小汽车、公共汽车、类，其中机动车有摩托车、小汽车、公共汽车、载货汽车、迁延机和大型集装箱车等，非机动车载货汽车、迁延机和大型集装箱车等，非机动车有自行车、三轮车、板车和畜力车等。有自行车、三轮车、板车和畜力车等。 根据公路的运用义务和性质，高速公路、一级公根据

3、公路的运用义务和性质，高速公路、一级公路为机动车效力，二、三、四级公路为混合车型路为机动车效力，二、三、四级公路为混合车型( (含非机动车含非机动车) )效力。效力。一、设计车辆一、设计车辆西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室设计车辆是高速公路设计的重要根据之一,主要用于确定公路设计各项控制目的道路的技术目的如行车道宽度、曲线加宽、视距等都与车辆的外廓尺寸及性能有关。 确定设计车辆的意义确定设计车辆的意义西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室根据西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 鞍式列车适用于大型集装箱运输，可作为鞍式列车适用于大型

4、集装箱运输，可作为高速公路的设计根据。小客车的最小转弯高速公路的设计根据。小客车的最小转弯半径为半径为6m6m，载重汽车和鞍式列车为，载重汽车和鞍式列车为12m12m。确。确定路缘石或交通岛的转弯车道半径时，普定路缘石或交通岛的转弯车道半径时，普通应以鞍式列车的转弯半径作为控制。通应以鞍式列车的转弯半径作为控制。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室n1.1.定义：指当气候条件良好、交通密度小、汽车定义：指当气候条件良好、交通密度小、汽车运转只受道路本身条件几何要素、路面、附属运转只受道路本身条件几何要素、路面、附属设备等的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能坚设备等的影响时，中等驾驶技术的驾驶

5、员能坚持平安顺适行驶的最大行驶速度。持平安顺适行驶的最大行驶速度。 n 2.2.作用：设计速度是决议道路几何外形的根本作用：设计速度是决议道路几何外形的根本根据。道路的曲线半径、超高、视距等直接与设根据。道路的曲线半径、超高、视距等直接与设计速度有关。同时也影响车道宽度、中间带宽度、计速度有关。同时也影响车道宽度、中间带宽度、路肩宽度等目的确实定。路肩宽度等目的确实定。二、设计速度二、设计速度西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室n公路设计速度的选取公路设计速度的选取n各级公路设计速度应根据公路的功能、等级及交各级公路设计速度应根据公路的功能、等级及交通组成，结合沿线地形、地质等情况，经论

6、证确通组成，结合沿线地形、地质等情况，经论证确定。定。n高速公路高速公路n普通为普通为120km/h120km/h、100km/h100km/h或或80km/h80km/h，特殊困难的，特殊困难的部分路段，且因新建工程能够诱发工程地质病害部分路段，且因新建工程能够诱发工程地质病害时，经论证并报主管部门同意，该部分路段的设时，经论证并报主管部门同意，该部分路段的设计速度可采用计速度可采用60km/h60km/h，但长度不宜大于，但长度不宜大于15km 15km ，或，或仅限于相邻两互通式立体交叉之间，与其相邻路仅限于相邻两互通式立体交叉之间，与其相邻路段的设计速度不应大于段的设计速度不应大于80

7、km/h80km/h。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识拓展-设计车速分段选取 级差普通为20km/h; 分段长度不宜小于20km 分段之间设过渡段； 变卦点的位于置易于判别，如车站、村镇、交叉道口或地形明显变化处等。 西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识拓展各国高速公路的设计车速国家/地区高速公路设计速度等级前苏联150km/h德国/法国/西班牙/意大利140km/h 120km/h 100km/h 80km/h美国129km/h 113km/h 96km/h 80km/h日本/墨西哥120km/h 100km/h 80km/h 60km/h西华大学交通与汽车工程学院

8、交通工程教研室我国高速公路的设计速度 第一级 设计车速：120km/h，平原微丘区，车道数为8、6、4； 第二级 设计车速：100km/h，重丘区，车道数为4； 第三级 设计车速：80km/h，山岭区，车道数为4； 西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室n运转车速：运转车速：n定义定义 ：运转车速是在特定路段长度上车辆实践行驶速：运转车速是在特定路段长度上车辆实践行驶速度。由于不同的车辆在行驶过程中能够采用不同的车度。由于不同的车辆在行驶过程中能够采用不同的车速，通常用测定的第速，通常用测定的第8585个百分点上的车辆行驶速度作个百分点上的车辆行驶速度作为运转车速。为运转车速。n期望车速：

9、期望车速：n是指在行车辆在不受或根本不受其他车辆约束的条件是指在行车辆在不受或根本不受其他车辆约束的条件下下, , 驾驶员所希望到达的最高驾驶员所希望到达的最高“平安车速。普通而平安车速。普通而言言, , 期望车速与道路等级及交通情况、在行车辆的性期望车速与道路等级及交通情况、在行车辆的性能情况、驾驶员的性格、承运义务的急缓相关。当在能情况、驾驶员的性格、承运义务的急缓相关。当在行车辆驾驶员觉得行驶过程中的运转速度低于期望车行车辆驾驶员觉得行驶过程中的运转速度低于期望车速一定数值时速一定数值时, ,便有改动其车速的意图。便有改动其车速的意图。知识拓展知识拓展运转车速运转车速 西华大学交通与汽车

10、工程学院 交通工程教研室n设计车速是用于规定道路路段的设计规范。高等级公路因设计车速是用于规定道路路段的设计规范。高等级公路因受地形、地貌影响受地形、地貌影响, , 不同路段采用不同的设计车速。不同路段采用不同的设计车速。nV V期望影响期望影响V V运转运转, ,并使并使V V运转尽能够接近运转尽能够接近V V期望。期望。n三种车速之间的理想关系为三种车速之间的理想关系为: :对于高等级公路上不同路段对于高等级公路上不同路段的设计车速的设计车速, ,确定与之相顺应的运转速度确定与之相顺应的运转速度, ,同时也使驾驶员同时也使驾驶员产生与之对应的期望车速。产生与之对应的期望车速。n实践中实践中

11、, ,三种车速间的关系是三种车速间的关系是: :驾驶员并不关注高等级公路驾驶员并不关注高等级公路的设计车速的设计车速, ,而是根据路段条件而是根据路段条件, ,确定相应的运转速度、期确定相应的运转速度、期望车速望车速, ,只需条件答应只需条件答应, ,便按心目中的期望车速引导在行汽便按心目中的期望车速引导在行汽车的运转速度。车的运转速度。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室三、设计交通量 交通量是指公路上某一断面在单位时间内经过的交通量是指公路上某一断面在单位时间内经过的车辆数量，如小时交通量、日交通量。车辆数量，如小时交通量、日交通量。 根据观测方法和观测时间的不同，最常用的交通根据观

12、测方法和观测时间的不同，最常用的交通量有：年平均日交通量量有：年平均日交通量(AADT)(AADT)、高蜂小时交通量、高蜂小时交通量(PHV)(PHV)、平均日交通量、平均日交通量(ADT)(ADT)、日平均小时交通量、日平均小时交通量(DAHV)(DAHV)和第和第3030位顶峰小时交通量位顶峰小时交通量(30HAHV)(30HAHV)。交通。交通量反映了某条公路上的交通负荷，也反映了汽车量反映了某条公路上的交通负荷，也反映了汽车运输时对公路设备的要求。运输时对公路设备的要求。一、交通量概念一、交通量概念西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 1 1年平均日交通量年平均日交通量AADTA

13、ADT是一年的总是一年的总交通量除以交通量除以365365天，是我国统计的公路交通天，是我国统计的公路交通量的通用单位。量的通用单位。 2 2设计交通量是指拟建道路到预测年限设计交通量是指拟建道路到预测年限时所能到达的年平均日交通量辆时所能到达的年平均日交通量辆/ /日，日，其值根据交通量预测得到。其值根据交通量预测得到。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室设计交通量的预测年限规定：设计交通量的预测年限规定： 国家及省属重要干线公路国家及省属重要干线公路-20-20年预测；年预测； 国家及省属干线公路国家及省属干线公路-15-15年预测，但对于国年预测，但对于国家及省属干线的高速公路家及

14、省属干线的高速公路-20-20年预测。年预测。 设计交通量的预测起算年应为该工程可行性研讨设计交通量的预测起算年应为该工程可行性研讨报告中的方案通车年；当提交可行性研讨报告年报告中的方案通车年；当提交可行性研讨报告年到公路通车年超越到公路通车年超越5 5年时，在编制初步设计前应对年时，在编制初步设计前应对规划交通量予以核对。规划交通量予以核对。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室设计小时交通量设计小时交通量 设计小时交通量设计小时交通量 小时交通量辆小时交通量辆/ /小时是以小时为计算时小时是以小时为计算时段的交通量，是确定车道数和车道宽度或段的交通量，是确定车道数和车道宽度或评价效力程

15、度的根据。评价效力程度的根据。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 预测年平均日交通量推导公式西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识拓展:设计交通量的构成 趋势交通量：是指经过已有公路的交通量按其历史资料和经济资料的相关关系，在经济开展预测的根底上预测的未来交通量。 诱增交通量：由于道路条件的改善所激发的潜在交通需求 转移交通量：由于道路条件的改善,所吸引的从其他交通方式(铁路/航空等)的交通量.设计交通量普通由趋势交通量、诱增交通量和转移交通量构成 西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室交通量的时间分布24小时分布西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室交通量的时间分布8

16、760小时分布西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 设计小时交通量 计算公式 DDHVAADTDK DDHV第30小时两个方向的总交通量 AADT年平均日交通量辆/h D方向不均匀系数 K设计小时交通量系数西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 方向分布系数 美国研讨:D为50-80%,普通为67%.宜取50%-60%,亦可根据当地交通量观测资料确定. (100%)双向总交通量主要方向交通量D西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 设计小时交通量系数:选定时段的小时交通量与年平均日交通量的比值. 其值普通在8-18%西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 设 计 小 时 交

17、通 量 系 数 设 计 小 时 交 通 量 系 数 % )% )公路环境及分类华北东北华东中南西南西南西北京、津、冀、晋、蒙辽、吉、黑沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁豫、湘、鄂、粤、桂、琼川、滇、黔、藏陕、甘、青、宁、新近郊高速公路8.09.58.58.59.09.5一级公路9.511.010.010.010.511.0双车道公路11.513.512.012.513.013.5城间高速公路12.013.512.512.513.013.5一级公路13.515.014.014.014.515.0双车道公路15.517.516.016.517.017.5西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 交通组成

18、是指各种车型在车流中所占比例。交通组成是指各种车型在车流中所占比例。 据交通调查，我国高速公路上的车辆由小货车、中型货车、据交通调查，我国高速公路上的车辆由小货车、中型货车、大货车、小客车、大客车和拖挂车六种车型组成。大货车、小客车、大客车和拖挂车六种车型组成。 交通调查资料统计显示，我国大部分高速公路的交通流以交通调查资料统计显示，我国大部分高速公路的交通流以小客车为主，超越了中型车等其他车型所占比例，而且随小客车为主，超越了中型车等其他车型所占比例，而且随着全国高速公路网的逐渐完善，特别是汽车产业政策与构着全国高速公路网的逐渐完善，特别是汽车产业政策与构造的调整，交通流中的小客车和大型客货

19、车以及集装箱车造的调整，交通流中的小客车和大型客货车以及集装箱车的比重将会随着平均运距的添加而逐年增长。的比重将会随着平均运距的添加而逐年增长。知识拓展知识拓展交通组成交通组成西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 根据国家根据国家“九五攻关工程九五攻关工程 的成果，以车辆运转特性作为车辆分类规范，从的成果，以车辆运转特性作为车辆分类规范，从对交通运转的影响思索，将高速公路上常见的机对交通运转的影响思索，将高速公路上常见的机动车六种车型归并为动车六种车型归并为: :小型车、中型车、大型车和小型车、中型车、大型车和拖挂车四类。拖挂车四类。小型车西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识扩

20、展:收费公路车辆通行费车型分类 JT/T 489-2019 西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室第二节第二节 高速公路通行才干与效力程度高速公路通行才干与效力程度 道路通行才干，简称交通容量，即单位时间内以一定车速能经过道路某断面的车辆数的多少辆/h 通行才干是指在一定的道路、交通、控制和环境条件下，对应于一定的行驶质量即效力程度，在某一道路断面k单位时间(通常取15min或1h)所能经过的最大车辆数。一、通行才干的概念一、通行才干的概念西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识拓展通行才干与交通量的区别 交通量是道路上实践运转交通体的观测值，具有动态性与随交通量是道路上实践运转交通

21、体的观测值，具有动态性与随机性；机性； 通行才干那么是根据道路的几何特性、交通情况及规定运转通行才干那么是根据道路的几何特性、交通情况及规定运转特征所确定的最大流量，其数值具有相对的稳定性与规定性。特征所确定的最大流量，其数值具有相对的稳定性与规定性。 在正常运转情况下，道路的交通量均小于通行才干，当交通在正常运转情况下，道路的交通量均小于通行才干，当交通量远远小于通行才干时，车流为自在流形状，车速高，驾驶量远远小于通行才干时，车流为自在流形状，车速高，驾驶自在度大，随着交通量的添加，车流的运转形状会逐渐恶化，自在度大，随着交通量的添加，车流的运转形状会逐渐恶化，当交通量接近或到达通行才干时，

22、车流为强迫流形状，将会当交通量接近或到达通行才干时，车流为强迫流形状，将会出现车流拥堵、阻塞等景象。出现车流拥堵、阻塞等景象。 通行才干反映了道路的容量，交通量那么反映了道路的负荷通行才干反映了道路的容量，交通量那么反映了道路的负荷量。因此，常用交通量且与通行才干的比值来表征道路的负量。因此，常用交通量且与通行才干的比值来表征道路的负荷程度荷程度( (或利用率、饱和度或利用率、饱和度) )西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 (1)(1)经过道路通行才干和设计交通量的详细经过道路通行才干和设计交通量的详细分析，可以正确地确定新建道路的等级、分析，可以正确地确定新建道路的等级、规模、主要技

23、术目的和线形几何要素；规模、主要技术目的和线形几何要素； (2)(2)经过对现有道路通行才干的观测、分析、经过对现有道路通行才干的观测、分析、评定，并与现有交通量对比，可以确定现评定，并与现有交通量对比，可以确定现有道路系统或某一路段所存在的问题，提有道路系统或某一路段所存在的问题，提出改良的方案或措施；出改良的方案或措施； 通行才干分析的作用通行才干分析的作用西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室V/C比图西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 (3) (3)道路通行才干可作为交通枢纽的规划、道路通行才干可作为交通枢纽的规划、设计、改建及交通设备配置的根据；设计、改建及交通设备配置的

24、根据； (4)(4)道路通行才干可作为路网规划、设计道路通行才干可作为路网规划、设计和方案比选的根据；和方案比选的根据； (5)(5)道路通行才干可作为交通管理、运营、道路通行才干可作为交通管理、运营、行车组织及控制方式确定或方案选择的根行车组织及控制方式确定或方案选择的根据；据；西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室高速公路通行才干的分类高速公路通行才干的分类根据根据车辆运行状车辆运行状态的特征态的特征不同不同基本路段通行能力、交织区通行能基本路段通行能力、交织区通行能力、匝道通行能力力、匝道通行能力根据根据通行能力的通行能力的性质和使用要求性质和使用要求的不同的不同基本通行能力、可能通

25、行能力、实基本通行能力、可能通行能力、实际通行能力（设计通行能力）际通行能力（设计通行能力）西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室知识拓展HCM西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室二、 高速公路通行才干计算n高速公路是具有四个或四个以上车道，并设有中高速公路是具有四个或四个以上车道，并设有中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通平安央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通平安设备与管理设备、效力设备，全部控制出入，专设备与管理设备、效力设备，全部控制出入，专供汽车高速行驶的公路。供汽车高速行驶的公路。 n高速公路主要由根本路段、交错路段、匝道和

26、匝高速公路主要由根本路段、交错路段、匝道和匝道衔接点三部分组成。道衔接点三部分组成。 n高速公路的车流特征为完全延续流，无任何外界高速公路的车流特征为完全延续流，无任何外界要素干扰，但在驶入和驶出过程中，车流仍存在要素干扰，但在驶入和驶出过程中，车流仍存在着合流、分流和交错景象。着合流、分流和交错景象。 一、高速公路根本路段一、高速公路根本路段西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室高速公路组成和影响范围西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室n高速公路根本路段通行才干计算步骤是先求取处置想条件高速公路根本

27、路段通行才干计算步骤是先求取处置想条件下的通行才干，然后根据实践情况进展修正后得到能够通下的通行才干，然后根据实践情况进展修正后得到能够通行才干。理想条件是：行才干。理想条件是： n3.753.75米米车道宽度车道宽度 4.50 4.50米米 n侧向净宽侧向净宽1.751.75米米n足够的视距和良好的线形足够的视距和良好的线形n高速公路位于平原微丘区，纵坡不大于高速公路位于平原微丘区，纵坡不大于2 2n路面情况良好路面情况良好n交通流中全部都是小客车交通流中全部都是小客车 n驾驶员特征均为经常行驶高速公路，且技术熟练，遵守交驾驶员特征均为经常行驶高速公路，且技术熟练，遵守交通法规者通法规者西华

28、大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室(1)(1)车头时距法车头时距法 车头时距是指延续车流中前后两车经过高速公路车头时距是指延续车流中前后两车经过高速公路上同一断面的时间间隔。上同一断面的时间间隔。hvehLvTCB/,10003600001.1.通行才干计算通行才干计算西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室(2)(2)车头间距法车头间距法 车头间距是指延续车流中前后两车坚持行车平车头间距是指延续车流中前后两车坚持行车平安的车头之间的间隔安的车头之间的间隔 。西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 能够通行才干是在实践的道路和交通条件下，单能

29、够通行才干是在实践的道路和交通条件下，单位时间内经过公路上某一点的最大能够交通量。位时间内经过公路上某一点的最大能够交通量。 计算实践通行才干是以根本通行才干为根底，思计算实践通行才干是以根本通行才干为根底，思索到实践的地形、道路和交通情况，确定其修正索到实践的地形、道路和交通情况，确定其修正系数，再乘以根本通行才干，即得实践公路、交系数，再乘以根本通行才干，即得实践公路、交通在一定环境条件下的能够通行才干。通在一定环境条件下的能够通行才干。二能够通行才干二能够通行才干 能够西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室交通组成对通行才干影响的修正系数交通组成对通行才干影响的修正系数西华大学交通与

30、汽车工程学院 交通工程教研室 由于我国建筑山区高速公路的时间非常短暂，还没有对特定上坡路段的大中型车辆的折算系数进展过系统研讨。表314是2019年版(中国公路学会编委会)提供的特定上坡路段车辆折算系数表。坡度修正系数坡度修正系数西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 驾驶员总体特征的影响可经过修正系驾驶员总体特征的影响可经过修正系数来反映。根据驾驶员的技术熟练、遵数来反映。根据驾驶员的技术熟练、遵守交通法规的程度、在高速公路或类似守交通法规的程度、在高速公路或类似路段上的行驶阅历及驾驶员的安康情况路段上的行驶阅历及驾驶员的安康情况取值，普通在取值

31、，普通在0.900.901.01.0之间。之间。驾驶员条件修正系数驾驶员条件修正系数西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室 设计通行才干或称规划通行才干，是指公路根据运用设计通行才干或称规划通行才干，是指公路根据运用要求的不同，按不同效力程度条件下所具有的通行才要求的不同，按不同效力程度条件下所具有的通行才干，也就是要求公路所承当的效力交通量，通常作为干，也就是要求公路所承当的效力交通量，通常作为公路规划和设计的根据。公路规划和设计的根据。( (三三) )设计通行才干设计通行才干西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室西华大学交通与汽车工程学院

32、交通工程教研室 1 1车道数确实定车道数确实定 根据单车道的设计通行才干和预测得到的根据单车道的设计通行才干和预测得到的规划年限设计年平均日交通量，可以按下式规划年限设计年平均日交通量，可以按下式确定高速公路的车道数：确定高速公路的车道数： ( (四四) )通行才干分析在高速公路规划和设计阶段的运用通行才干分析在高速公路规划和设计阶段的运用西华大学交通与汽车工程学院 交通工程教研室留意的问题 (1)(1)由于几何构造、交通条件的变化，相邻路段的由于几何构造、交通条件的变化，相邻路段的N N值能够值能够不同，甚至同一路段两个方向所需的不同，甚至同一路段两个方向所需的N N也能够不一样也能够不一样( (特定特定上坡路段上坡路段) )，故设计分析计算时应特别留意。，故设计分析计算时应特别留意。 (2)(2)思索特定上坡路段的设计小时交通量超越其路段设计思索特定上坡路段的设计小时交通量超越其路段设计通行才干时，需思索设置爬坡车道。通行才干时，需思索设置爬坡车道。 (3)(3)计算出来的计算出来的N N值通常是非整数，决议用较其大的整数还值通常是非整数，决议用较其大的整数还是较其小的整数，是一个复杂的问题。这不仅要看小数值是较其